張若夢等

摘 要：本文論述滾裝船裝卸汽車理貨信息系統(tǒng)監(jiān)測方法研究成果的主要內容、實施方法及步驟，闡述了滾裝船理貨信息監(jiān)測系統(tǒng)結構、硬件系統(tǒng)組成、通信方式的實現(xiàn)方法，建立了滾裝船舶汽車理貨一系列的數(shù)學模型，借助C#編程實現(xiàn)了算法軟件化，構建了智能圖形化理貨信息系統(tǒng)，利用計算機系統(tǒng)實現(xiàn)滾裝船裝卸汽車智能理貨信息圖形化，自動生成滾裝船總積載圖和分艙積載圖，實現(xiàn)了港口、海關、商檢、船代、貨代、汽車運輸客戶端等汽車物流供應鏈實體之間的信息共享與交換等功能，商品汽車物流滾裝船全球衛(wèi)星定位與車損照片自動檢索等多項實用功能。

關鍵詞：水路運輸 智能汽車理貨 圖形化信息技術 信息系統(tǒng)監(jiān)測方法 滾裝船舶 自動生成船舶積載圖

港口傳統(tǒng)的滾裝汽車船舶卸船理貨流程中，主要依靠人工清點數(shù)量，對汽車的車架號進行手工抄錄，并貼上一個號碼標簽來表示已理貨，時常出現(xiàn)錯卸或漏清點等情況。裝船理貨主要依靠人工抄寫記錄位置，滾裝汽車船舶的裝船積載圖均需由手工制作（見圖1），很容易出現(xiàn)混裝錯裝等情況，直接導致積載錯誤；其理貨方式未能實現(xiàn)滾裝船汽車理貨信息聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)共享，不能完成汽車物流信息的實時采集和追蹤；由于均為手工理貨作業(yè)，勞動強度大、作業(yè)時間就長，嚴重影響滾裝船和商品汽車物流運轉效率，大大增加了物流成本。

本研究是要通過研發(fā)一種滾裝船裝卸汽車理貨信息監(jiān)測系統(tǒng)及其監(jiān)測方法，利用計算機系統(tǒng)實現(xiàn)滾裝船裝卸汽車智能圖形化理貨，自動生成滾裝船總積載圖和分艙積載圖；實現(xiàn)航運公司、汽車生產商、港口、海關、商檢、船代、貨代、汽車客戶端等汽車物流供應鏈實體之間的信息共享與交換等功能。滾裝船裝卸汽車理貨信息監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)方式

1、滾裝船裝卸汽車理貨信息監(jiān)測系統(tǒng)主要設備

主要硬件設備包括：企業(yè)網(wǎng)關、數(shù)據(jù)服務器、圖片儲存服務器、Web Service業(yè)務服務器、PDA手持理貨終端、滾裝船理貨終端計算機、理貨監(jiān)測中心終端計算機等。

2、滾裝船裝卸汽車理貨信息監(jiān)測系統(tǒng)主要通信方式

PDA手持理貨終端均通過無線網(wǎng)經(jīng)企業(yè)網(wǎng)關連接Web Service業(yè)務服務器，和數(shù)據(jù)服務器與圖片儲存服務器通信；滾裝船理貨終端計算機通過無線網(wǎng)經(jīng)企業(yè)網(wǎng)關連接Web Service業(yè)務服務器，和數(shù)據(jù)服務器與圖片儲存服務器通信；理貨監(jiān)測中心終端計算機通過以太網(wǎng)連接Web Service業(yè)務服務器，和數(shù)據(jù)服務器與圖片儲存服務器通信。

3、滾裝船裝卸汽車理貨信息監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)方式

滾裝船裝卸汽車理貨信息監(jiān)測系統(tǒng)（見圖2），其特征在于：

企業(yè)網(wǎng)關，接入以太網(wǎng)、無線網(wǎng)、海關和港口專用局域網(wǎng)、因特網(wǎng)，提供企業(yè)網(wǎng)站服務器、Web Service業(yè)務服務器和API接口服務器訪問網(wǎng)絡服務。

企業(yè)網(wǎng)站服務器，接入以太網(wǎng)并通過企業(yè)網(wǎng)關接入因特網(wǎng)，處理代理、貨主、船公司等企業(yè)客戶實時查詢當前理貨業(yè)務信息。

API接口服務器，接入以太網(wǎng)并通過企業(yè)網(wǎng)關接入海關和港口專用局域網(wǎng)，處理海關、港口等系統(tǒng)的業(yè)務信息。

Web Service業(yè)務服務器，接入以太網(wǎng)，處理各終端請求的業(yè)務邏輯，與數(shù)據(jù)服務器通信，在數(shù)據(jù)服務器的數(shù)據(jù)庫中讀取和儲存相應的數(shù)據(jù)，并與圖片儲存服務器通信，在圖片儲存服務器的存儲器中讀取和儲存相應的殘損圖片數(shù)據(jù)。

圖片儲存服務器，接入以太網(wǎng)，存儲車輛殘損照片。

數(shù)據(jù)服務器，接入以太網(wǎng)，通過數(shù)據(jù)庫的方式存儲車輛信息、車輛殘損信息、車輛位置信息、船舶規(guī)范、船舶航次信息、代理公司信息、單證信息等。

每一部PDA手持理貨終端均通過無線網(wǎng)絡接入企業(yè)網(wǎng)關，用于采集商品車一維或二維碼信息，將采集到的商品車信息與自身內部數(shù)據(jù)庫的車輛信息進行核對校驗、理清數(shù)量、分清殘損、分清提單號、裝船圖形化等，并將該理貨信息通過企業(yè)網(wǎng)關發(fā)送到Web Service業(yè)務服務器，Web Service業(yè)務服務器將PDA手持理貨終端發(fā)送的理貨數(shù)據(jù)進行處理后更新到數(shù)據(jù)服務器的相對應的數(shù)據(jù)庫中。

滾裝船理貨終端計算機，通過無線網(wǎng)絡接入企業(yè)網(wǎng)關連接Web Service業(yè)務服務器。理貨組長帶滾裝船理貨終端計算機到船上的理貨專用辦公室進行理貨作業(yè)事務處理。在理貨作業(yè)的過程中，Web Service業(yè)務服務器始終與滾裝船理貨終端計算機保持聯(lián)機，當任何一方數(shù)據(jù)發(fā)生變化時都會進行數(shù)據(jù)相互同步，保證本系統(tǒng)對滾裝船理貨實時監(jiān)測、殘損信息處理、裝船車輛圖形化實時監(jiān)測、待時記錄處理、溢短處理、單證處理、艙單管理等。

滾裝船理貨監(jiān)測中心終端計算機，接入以太網(wǎng)連接到Web Service業(yè)務服務器，實時將要處理的數(shù)據(jù)發(fā)送到Web Service業(yè)務服務器，Web Service業(yè)務服務器根據(jù)滾裝船理貨監(jiān)測中心終端計算機請求的數(shù)據(jù)處理后轉發(fā)到數(shù)據(jù)服務器或圖片服務器進行數(shù)據(jù)處理。

企業(yè)客戶終端計算機通過因特網(wǎng)訪問企業(yè)網(wǎng)關，企業(yè)網(wǎng)關將請求數(shù)據(jù)轉發(fā)到企業(yè)網(wǎng)站服務器，企業(yè)網(wǎng)站服務器將請求信息分解處理后轉發(fā)到Web Service業(yè)務服務器進行處理并讀寫數(shù)據(jù)庫服務器和圖片服務器并將處理后的結果返回給企業(yè)網(wǎng)站服務器，企業(yè)網(wǎng)站服務器再將Web Service返回的數(shù)據(jù)進行封裝處理后通過企業(yè)網(wǎng)關以HTML文件返回給企業(yè)客戶終端計算機。

海關、港口業(yè)務系統(tǒng)通過專用網(wǎng)絡接入企業(yè)網(wǎng)關訪問API服務器，API服務器根據(jù)海關、港口業(yè)務系統(tǒng)的請求數(shù)據(jù)進行處理并轉發(fā)到Web Service業(yè)務服務器進行處理并讀寫數(shù)據(jù)服務器和圖片儲存服務器的數(shù)據(jù)，Web Service業(yè)務服務器處理完畢后將數(shù)據(jù)返回給API接口服務器，API接口服務器將Web Service業(yè)務服務器返回的數(shù)據(jù)以海關、港口業(yè)務系統(tǒng)約定的格式返回請求報文。

滾裝船裝卸汽車理貨信息監(jiān)測方法

滾裝船裝卸汽車理貨信息監(jiān)測方法研究構建了一系列的數(shù)學模型，并根據(jù)模型設計了解決滾裝船理貨難題的算法；在此基礎上，借助C#編程實現(xiàn)了算法軟件化，構建了智能圖形化理貨信息系統(tǒng)，實現(xiàn)計算機自動生成的總積載圖和分艙積載圖；對于滾裝車輛理貨作業(yè)，采用手持終端對條形碼或二維碼數(shù)據(jù)進行采集，理清殘損，分清票號，通過系統(tǒng)終端進行數(shù)據(jù)校驗，實現(xiàn)了商品汽車物流滾裝船全球衛(wèi)星定位、車損照片自動檢索等多項實用功能。為便于表達，下將實施滾裝船裝卸汽車理貨信息監(jiān)測方法分為A、B、C、D步驟進行表述：endprint

1、理貨監(jiān)測中心終端計算機錄入理貨信息

理貨監(jiān)測中心終端計算機經(jīng)以太網(wǎng)將錄入的理貨信息按約定的步驟，按照以太網(wǎng)IEEE802.3通信協(xié)議在以太網(wǎng)中傳輸，自動路由后傳送到Web Service業(yè)務服務器，Web Service業(yè)務服務器將接收到的理貨信息處理后存儲到數(shù)據(jù)服務器。值班主任錄入的理貨信息包括船舶信息、航次信息、船舶艙層結構規(guī)范、提單信息和車輛信息。A步驟包含如下：

A1、理貨監(jiān)測中心終端計算機將錄入的船舶信息通過Web Service業(yè)務服務器處理后存儲到數(shù)據(jù)服務器。

A2、理貨監(jiān)測中心終端計算機向Web Service業(yè)務服務器查詢船舶艙層結構規(guī)范所屬的船舶信息是否存在，若存在則理貨監(jiān)測中心終端計算機將繪制的船舶艙層結構規(guī)范通過Web Service業(yè)務服務器處理后存儲到數(shù)據(jù)服務器，否則返回步驟A1。

A3、理貨監(jiān)測中心終端計算機向Web Service業(yè)務服務器查詢航次信息所屬的船舶信息是否存在，若存在則理貨監(jiān)測中心終端計算機將錄入的航次信息通過Web Service業(yè)務服務器處理后存儲到數(shù)據(jù)服務器，否則返回步驟A1。

A4、理貨監(jiān)測中心終端計算機向Web Service業(yè)務服務器查詢提單信息所屬的航次信息是否存在，若存在則理貨監(jiān)測中心終端計算機將錄入的提單信息通過Web Service業(yè)務服務器處理后存儲到數(shù)據(jù)服務器，否則返回步驟A3。

A5、理貨監(jiān)測中心終端計算機向Web Service業(yè)務服務器查詢車輛信息所屬的提單信息是否存在，若存在則理貨監(jiān)測中心終端計算機將錄入的車輛信息通過Web Service業(yè)務服務器處理后存儲到數(shù)據(jù)服務器，否則返回步驟A4。

2、PDA手持理貨終端及滾裝船理貨終端計算機下載數(shù)據(jù)

將步驟A存儲到數(shù)據(jù)服務器數(shù)據(jù)庫的理貨信息分別下載到滾裝船理貨終端計算機和PDA手持理貨終端的數(shù)據(jù)庫，B步驟包含如下：

B1、PDA手持理貨終端經(jīng)無線網(wǎng)絡連接企業(yè)網(wǎng)關向Web Service業(yè)務服務器請求步驟A存儲到數(shù)據(jù)服務器數(shù)據(jù)庫的理貨信息，并將該請求的理貨信息下載到PDA手持理貨終端內部的數(shù)據(jù)庫中，若連接企業(yè)網(wǎng)關或數(shù)據(jù)下載失敗，PDA手持理貨終端發(fā)出警報提示給理貨員。

B2、滾裝船理貨終端計算機經(jīng)無線網(wǎng)絡連接企業(yè)網(wǎng)關向Web Service業(yè)務服務器請求步驟A存儲到數(shù)據(jù)服務器數(shù)據(jù)庫的理貨信息，并將該請求的理貨信息下載到滾裝船理貨終端計算機的數(shù)據(jù)庫中。若連接企業(yè)網(wǎng)關或數(shù)據(jù)下載失敗，滾裝船理貨終端計算機發(fā)出警報提示給理貨組長。

綜上所述，步驟B將步驟A存儲到數(shù)據(jù)服務器數(shù)據(jù)庫的理貨信息分別下載到滾裝船理貨終端計算機和PDA手持理貨終端的數(shù)據(jù)庫，這樣可使下面步驟C和步驟D中的數(shù)據(jù)同步信息量由37個元數(shù)據(jù)減少到15個元數(shù)據(jù)，使數(shù)據(jù)同步信息量成幾何級銳減，提高網(wǎng)絡利用率和理貨綜合監(jiān)測質量。

3、PDA手持理貨終端上傳下載卸船理貨數(shù)據(jù)

PDA手持理貨終端對商品車的一維或二維碼信息掃描采集并與步驟B1下載到PDA手持理貨終端數(shù)據(jù)庫的理貨信息進行比對，其C步驟包含如下：

3.1 PDA手持理貨終端卸船理貨作業(yè)

C1、在卸船理貨作業(yè)中，PDA手持理貨終端對商品車車架號的一維或二維碼信息掃描采集并與步驟B1下載到PDA手持理貨終端數(shù)據(jù)庫的理貨信息中的車架號字段進行比對。若車架號比對成功，則更新該車架號在PDA手持理貨終端數(shù)據(jù)庫理貨信息表中對應車輛理貨信息的理貨標識字段為已理貨、溢短標識字段為否、理貨時間字段為當前時間、PDA標識字段為該PDA手持理貨終端唯一識別號ID，并更改同步標識字段為未上傳，若車架號比對不成功，則PDA手持理貨終端發(fā)出警報聲并提示理貨員核實此商品車是否走私車輛；若該車架號的商品車存在殘損情況，理貨員點擊PDA手持理貨終端觸摸屏啟動殘損處理模塊并輸入車輛的殘損內容，確定后更新該車架號在PDA手持理貨終端數(shù)據(jù)庫理貨信息表中對應車輛理貨信息的殘損標識字段為殘損、殘損內容字段為理貨員輸入的殘損內容，若該車架號的商品車完好無損，則更新殘損標識字段為否。

3.2手持理貨終端上傳卸船及裝船理貨數(shù)據(jù)

C2、在理貨作業(yè)過程中，PDA手持理貨終端以無線網(wǎng)絡連接企業(yè)網(wǎng)關與Web Service業(yè)務服務器保持聯(lián)機狀態(tài)，PDA手持理貨終端每隔30秒就將自身數(shù)據(jù)庫理貨信息表中同步標識字段為未上傳的理貨數(shù)據(jù)發(fā)送到Web Service業(yè)務服務器請求上傳，Web Service業(yè)務服務器將該PDA手持理貨終端請求上傳的理貨數(shù)據(jù)以汽車唯一標識字段為主索引更新到數(shù)據(jù)服務器數(shù)據(jù)庫中，汽車唯一標識與車架號存在一對一的關系；Web Service業(yè)務服務器每成功更新一條理貨信息到數(shù)據(jù)服務器都會將成功更新的信息反饋到該條成功更新的理貨信息中PDA標識字段的PDA手持理貨終端，PDA手持理貨終端接收到成功更新的反饋信息后，即更新自身數(shù)據(jù)庫該條成功上傳的理貨信息的同步標識字段為已上傳；若PDA手持理貨終端連接網(wǎng)關失敗或上傳理貨數(shù)據(jù)失敗，自動等候30秒后重復本步驟。

3.3PDA手持理貨終端理貨作業(yè)中下載卸船及裝船理貨數(shù)據(jù)

C3、步驟C2完成后，PDA手持理貨終端以PDA標識向Web Service業(yè)務服務器請求其他PDA手持理貨終端上傳到數(shù)據(jù)服務器的理貨數(shù)據(jù)，并下載更新到該PDA手持理貨終端的數(shù)據(jù)庫中；保證任意PDA手持理貨終端的理貨數(shù)據(jù)發(fā)生變化時都能實時進行數(shù)據(jù)相互同步，保證數(shù)據(jù)的實時性。

4、滾裝船理貨終端計算機下載卸船理貨數(shù)據(jù)

滾裝船理貨終端計算機下載PDA手持理貨終端的理貨數(shù)據(jù)處理理貨業(yè)務，D步驟包括如下：

4.1滾裝船理貨終端計算機下載及上傳理貨數(shù)據(jù)流程

D1、在理貨作業(yè)過程中，滾裝船理貨終端計算機以無線網(wǎng)絡連接企業(yè)網(wǎng)關與Web Service業(yè)務服務器保持聯(lián)機狀態(tài)，滾裝船理貨終端計算機每隔120秒向Web Service業(yè)務服務器請求步驟C2中PDA手持理貨終端上傳到數(shù)據(jù)服務器且滾裝船理貨終端計算機從未下載的理貨數(shù)據(jù)，并下載更新到滾裝船理貨終端計算機，以汽車唯一標識字段為主索引更新到自身數(shù)據(jù)庫中；若滾裝船理貨終端計算機連接企業(yè)網(wǎng)關失敗或下載步驟C2中的理貨數(shù)據(jù)失敗，滾裝船理貨終端計算機會在120秒后重復此步驟。endprint

4.2滾裝船理貨終端計算機上傳殘損照片

D2、滾裝船理貨終端計算機根據(jù)數(shù)碼相機拍下的殘損照片和使用殘損標識字段為殘損的條件在步驟D1下載的理貨數(shù)據(jù)中篩選殘損商品車車架號。商品車車架號和汽車唯一標識存在一對一的關系，滾裝船理貨終端計算機通過無線網(wǎng)絡連接企業(yè)網(wǎng)關向Web Service業(yè)務服務器上傳數(shù)碼相機的殘損照片和對應的汽車唯一標識的值。Web Service業(yè)務服務器進行照片壓縮處理后保存到圖片儲存服務器，并將汽車唯一標識的值和上傳的殘損照片保存到圖片儲存服務器地址的值保存到數(shù)據(jù)服務器，以便企業(yè)客戶、港口和海關用戶查詢調用。

4.3滾裝船理貨終端計算機上傳單證信息

D3、滾裝船理貨終端計算機根據(jù)步驟D1下載的數(shù)據(jù)生成業(yè)務憑證、殘損證明、日報表、溢短證明等單證信息。

D4、滾裝船理貨終端計算機每隔360秒向Web Service業(yè)務服務器上傳步驟D3生成的業(yè)務憑證、殘損證明、日報表、溢短證明等單證信息，并保存到數(shù)據(jù)服務器。

5、計算機自動生成的總積載圖和分艙積載圖

Service業(yè)務服務器將該積載圖所屬的船名、航次和總積載圖和分艙積載圖保存的路徑值插入到數(shù)據(jù)服務器的積載圖信息庫，以便企業(yè)客戶、港口和海關用戶查詢調用。理貨監(jiān)測中心終端計算機每隔120秒向Web Service業(yè)務服務器請求步驟C2中PDA手持理貨終端上傳的理貨數(shù)據(jù)；理貨監(jiān)測中心終端計算機根據(jù)向Web Service業(yè)務服務器請求的理貨數(shù)據(jù)中的艙層字段、艙層名稱字段、船艙字段、朝向字段、X坐標點字段、Y坐標點字段、船艙左右、船艙前后和橫豎排列號字段的值自動動態(tài)生成理貨滾裝船總積載圖和分艙積載圖（見圖3、圖4），并將生成的理貨滾裝船總積載圖和分艙積載圖通過Web Service業(yè)務服務器保存到圖片存儲服務器；理貨滾裝船總積載圖和分艙積載圖保存完畢后，Web Service業(yè)務服務器將該積載圖所屬的船名、航次和總積載圖和分艙積載圖保存的路徑值插入到數(shù)據(jù)服務器的積載圖信息庫，以便企業(yè)客戶、港口和海關用戶查詢調用。

結論

滾裝船裝卸汽車理貨信息監(jiān)測方法研究，構建了15項數(shù)學模型，借助C#編程實現(xiàn)了算法軟件化，編寫10余萬條計算機語言，構建了智能圖形化理貨信息系統(tǒng)；對于滾裝船舶滾裝車輛理貨作業(yè)，采用手持終端對條形碼或二維碼數(shù)據(jù)進行采集，理清殘損，分清票號，并通過系統(tǒng)終端進行數(shù)據(jù)校驗。實現(xiàn)滾裝船商品車的信息采集和追蹤，實現(xiàn)基于物聯(lián)網(wǎng)技術的滾裝船裝卸理貨作業(yè)管理、船舶信息管理、艙單信息管理、理貨信息管理、殘損信息管理、殘損照片管理、單證打印管理、船公司、代理公司、港口信息管理，實現(xiàn)了港口、海關、商檢、船代、貨代、汽車運輸客戶端等汽車物流供應鏈實體之間的信息共享與交換等功能；實現(xiàn)了商品汽車物流滾裝船全球衛(wèi)星定位與車損照片自動檢索等多項實用功能。利用計算機系統(tǒng)實現(xiàn)滾裝船汽車裝卸智能圖形化理貨，自動生成滾裝船總積載圖和分艙積載圖；解決了滾裝船舶理貨圖形化這一世界性難題。

滾裝船裝卸汽車理貨信息監(jiān)測方法的研究成功，實現(xiàn)了滾裝汽車理貨由勞動密集型向技術先進型的轉型升級，提高理貨效率，降低人工成本，實現(xiàn)裝卸汽車理貨數(shù)據(jù)“零誤差”，實現(xiàn)了滾裝船舶理貨完畢零時間可簽證。

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基金項目：國家工業(yè)和信息化部物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展專項資金科技研發(fā)項目（2011.--）

（第一作者單位：北京交通大學）endprint